O poder de destruição de Hiroshima e Nagasaki dependeu de alguns poucos quilos de material radioativo.
Há dois tipos básicos de bombas nucleares, chamadas comumemente de bombas atômicas. A bomba de fissão e a bomba de fusão (também conhecida como bomba de hidrogênio).
Uma bomba de fissão é um mecanismo que quebra o núcleo de um átomo de forma descontrolada – a forma controlada é um reator nuclear. Para realizá-la, é preciso arremessar nêutrons contra um átomo (de urânio ou plutônio). No choque, esses átomos são quebrados, gerando dois átomos de menor massa, radiação gama e dois a três nêutrons. Estes novamente colidirão com um átomo (novamente de urânio ou plutônio), gerando mais dois ou três nêutrons e assim por diante. Nesse processo de fissão, o urânio gera em outros dois átomos e perde um pouco de massa, que se transforma em energia pela famosa equação de Einstein (E=mc2).
Quando esse processo acontece sucessivamente ocorre a chamada reação em cadeia, que produz cada vez mais energia. É essa energia associada ao calor e ao aquecimento súbito do ar que dá o poder de destruição da bomba.
O aquecimento do ar é tão rápido (ocorre em alguns microssegundos) que desata uma onda de choque que viaja a uma velocidade maior do que a do som -- ou seja: quem estava perto da bomba morreu antes de ouvir o barulho da sua explosão. Também acontece um aumento de temperatura que chega a milhões de graus Celsius, maior que a temperatura do Sol.
O urânio, no entanto, não pode ser de qualquer tipo. Tem de ser o U235, cujo núcleo é físsil (ou seja, capaz de sustentar uma reação em cadeia) e que representa apenas 0,7% do urânio presente na natureza – a maior parte é U238.
Para fazer uma bomba, é preciso juntar uma quantidade mínima de U235 de forma que a reação em cadeia se sustente sozinha, a chamada massa crítica. No caso do plutônio (Pu239), ele não existe na natureza e é produzido em reatores nucleares.
A quantidade de urânio ou plutônio necessária para uma reação em cadeia depende de diversos fatores, entre eles a forma do material, seu nível de pureza e sua composição. Se colocarmos U235 no formato de uma esfera e ele for enriquecido a mais de 90%, a quantidade necessária será por volta de 15 kg. No caso do Pu239, a massa é de cerca de 5kg. A bomba jogada em Hiroshima, chamada de Little Boy, usava U235; a de Nagasaki, conhecida como Fat Man, Pu239.
Para começar a liberação dos nêutrons e a reação em cadeia foi usado o explosivo TNT. No caso das bombas de fusão nuclear (também chamadas de bombas de hidrogênio), o material usado são diferentes átomos de hidrogênio, deutério (H2) e trítio (H3), que se unem formando um núcleo de Hélio (H4) e liberando um nêutron e energia.
A reação em cadeia que causa a explosão da bomba acontece quando essas uniões de átomos são sucessivas, também em milissegundos. Seu poder de destruição é ainda maior que as de fissão nuclear. Embora essas bombas já tenham sido testadas, elas nunca foram usadas em confrontos reais.
